電動自行車發明專利解析

葉震濤 陳澤鈴（國家輕型電動車及電池產品質檢中心，江蘇 無錫 214000）

電動自行車發明專利解析

葉震濤 陳澤鈴
（國家輕型電動車及電池產品質檢中心，江蘇 無錫 214000）

以2015年6月22日到2016年6月21日期間，212條電動自行車發明公布專利為研究對象，對其進行定向分析，研究發明公布專利總體情況及各類機構的發明公布專利。挑選智能化發明公布專利和折疊車發明公布專利詳細分析，指出電動自行車研究方向。

電動自行車；發明專利；智能化；折疊車

1.研究背景

專利指一項發明首創者所擁有的、受保護的獨享權益。對企業組織而言，專利是企業競爭者之間唯一不得不向公眾透露某些關鍵信息的地方，而這些信息不會在其他地方透露。公開的專利資料為本企業所用，能實現其特有的經濟價值，增加企業的價值和競爭力。專利的種類在不同的國家有不同的規定，在我國專利法中專利分為發明專利、實用新型專利和外觀設計專利。其中，2015年，我國知識產權局共授權發明專利35.9萬件。其中國內發明專利授權26.3萬件，比2014年增長10萬件。

1985年4月1日，國內首件電動自行車專利是由中華經濟技術開發總公司重慶公司申請的外觀專利；1985年4月9日，浙江大學申請了電動自行車電機實用新型專利。電動自行車的發明專利滯后于外觀、實用新型專利。1994年6月15日，遼寧的孫亞維、張道經申請了電動自行車脈動電流主動裝置的發明專利——一種以人力啟動自行車后的助動裝置，它主要是以固定在車架上的永久磁體和裝在輪輻中的電磁線圈為主，并配以整流子、滑環和碳刷。發展至今，檢索國家知識產權局，以“電動自行車”為文本關鍵字的專利共計7507件。而電動自行車產業也從1998年第二次起步，飛速發展至今，產品社會保有量超過2億輛。

圖1　首個電動自行車外觀專利

2.發明專利總體分析

與外觀和實用新型專利相比，我國發明專利申請的審批程序增加公布和授權這兩個階段。發明公布專利有臨時法律保護效力，但無權向實施其發明的單位或個人收取費用；發明授權專利是已經獲得專利權，真正受法律保護。通過發明專利申請的公布，有利于新技術的傳播，避免重復研究，減少不必要的人力、物力和財力的浪費，在他人發明的啟迪下，盡早地研究和開發出更新更先進的技術[1]。

在國家知識產權局專利公布公告欄中，查詢2013—2015年以“電動自行車”為文本的專利，見圖2；數據顯示，除實用新型專利在2013年達到頂峰，其余類型專利成總體上升趨勢。說明電動自行車行業開始重視通過專利，保護自身權益。

圖2　2013—2015年內電動自行車各類型專利數量

本文選取發明公布專利（以下將“發明公布專利”簡稱為“發明專利”）作為研究對象，最主要的原因是專利申請人與授權公告日相差時間僅1年左右，企業的技術溢出通常也具有一定的滯后性；在公告時，部分專利已將技術轉化為實際成果。我們收集了從2015年6月22日到2016年6月21日期間的數據（以下簡稱“統計周期”）——212條發明專利；根據專利所屬整車和部件類型分，這些發明專利包括整車、車架、充電、車輪、電池、電機、控制和其他附件這八個方面，見圖3。

圖3　電動車各部件發明專利占總發明專利比例

在這212條發明專利中，來自國外的專利共15條；其中，美國地址的專利共8條，意大利地址的專利共3條，韓國地址的專利共2條，德國和日本地址的專利各1條。

江蘇省、天津市、廣東省在國內發明專利中排名前三位，其發明專利條數總計108條，占中國地址專利總數的53.5%。國內發明專利排名前10位的省市見表1，其發明專利占比與電動自行車的生產基地基本吻合的。但山東基地發明專利卻甚少，遠低于其他電動自行車生產基地，從中可以預知，山東電動自行車產業形勢不容樂觀。

表1　發明專利總數前十的省市

3.按機構類型分析

擁有電動自行車的發明專利的機構一般可分為五類：電動自行車及相關配件企業、國內高校、汽車企業、科技公司和個人[2]。數據顯示，電動自行車及相關配件共55家企業合計發明專利87條，12家高校合計發明專利13條，汽車共3家企業合計專利8條，科技公司共30家合計發明專利36條，個人共56人合計發明專利68條。機構的類型及發明數量占比情況如圖4所示。

圖4　機構類型及占比情況

電動自行車及相關配件企業出于對自身的保護，是最主動的專利申請者。電動自行車企業16家共37條發明專利，其中國內具有最多發明專利的申請人是江蘇帕維電動科技有限公司，共計7條。該公司主營產品為電動自行車、運動自行車和健身自行車，旗下的電動自行車“小咪”鋰電車是其特色產品。該公司申請的電動自行車專利包括：折疊式電動自行車的結構、便于攜帶兒童的電動自行車、可加熱坐墊、通過GPS和SOS安全自救等。發明專利數量排名第二的是天津踏浪科技股份有限公司，共計5條，包括太陽能蓄能系統、控制器、防水接口、手機充電等。而排名前4的電動自行車制造企業中，新日公布3條發明專利、愛瑪公布1條發明專利。除電動自行車整車企業外，相關配件企業對電動自行車行業發展也功不可沒，有39家企業合計50條發明專利。新安乃達驅動技術有限公司和常州市利凱車輛配件廠在相關配件公司中擁有的發明專利最多，各有3條，前者主要研究方向為智能化控制，后者主要研究方向為車架。目前電動自行車行業出現“瓶頸期”，市場競爭激烈，產品供過于求，這些公司通過不斷開發創新，提升競爭力，確保在競爭中占據有利位置。

國內高校對電動自行車研究的重視程度也不高，國內頂尖高校參與者甚少。在統計周期內，僅南京信息工程大學擁有2條與電機相關的發明專利，其余還有11所高校（有：武漢理工大學、廣西大學、揚州大學等）各申請了1條發明專利。高校以基礎研究為主，少了高校的帶頭，電動自行車領域的創新能力和質量水平的沒有實質性的提高。

汽車企業中有美國的福特全球技術公司、通用汽車環球科技運作有限責任公司和德國的大陸汽車有限公司發表了發明專利。其中，統計周期內，福特全球技術公司全部發明專利共計1054條，電動自行車領域的發明專利共計5條，涉及電動自行車的整車、車架、控制、智能、充電等方面；這些專利反映出福特公司在研發方面的巨大投入和強大實力。

科技公司對電動自行車行業的發展也起著至關重要的作用。雖然基本上每個科研公司只有一條發明專利，但其對自身所從事的領域有足夠的了解，對產品的研究也就更加深入，從一定程度上提高了我國目前電動自行車技術水平。

從統計周期內數據可以看出，我國對電動自行車的研究存在兩個大問題。首先是發明專利少，根據相關數據顯示，統計周期內全國發布的發明專利共96.54萬件，占專利總數的63.58%；而同期電動自行車有212個公布的發明專利，僅占電動自行車專利總數的20.11%，其比例相差甚遠，技術水平有待提高；二是創新科研能力不足，創新能力較強的國內高校沒有真正參與到電動自行車的研發中來，綜合實力強的汽車企業也不重視電動自行車的研究，電動自行車四大龍頭企業可能著眼于電動車，而忽視電動自行車的研究；光靠其他電動自行車企業和科技研發公司的努力遠遠不夠。

4.按車輛智能化統計

智能化是由現代通信與信息技術、計算機網絡技術、智能控制技術匯集而成，針對某一方面應用的智能集合。

自2012年新日公司研發“智能變頻技術”、成為動力智能化的標志后，我國電動自行車打開了車輛智能化的大門，歐派、臺鈴、愛瑪、雅迪等一些實力強勁的電動自行車企業紛紛走上智能化的道路，從最初的發展動力、安防等獨立領域，慢慢變為發展智能化系統，從多個角度實現車輛智能化，電動自行車智能技術日趨成熟[3]。

統計周期內共有26條與智能化有關的發明專利，以整車、充電和控制方面的智能化為主；其中25條為中國地址專利，1條為美國地址專利；國內智能化發明專利地區分布情況見圖5。

從上圖可以看出江蘇地址的智能化發明專利最多，證明智能化電動自行車研究的主力軍在江蘇。

電動自行車智能化包括社會服務智能化、車輛管理智能化和車輛行駛智能化[4]。

社會服務智能化是通過智能化響應社會服務管理模式。涉及此方面的發明專利共8條，包括小區內充電、停車場收費、車輛行駛道路、公用電動自行車借車和鎖車等方面的智能化，解決了電動自行車充電困難、小區內亂拉亂接插座、收費不方便、借還公共電動自行車不方便的難題。

圖5　智能化發明專利地區分布情況

車輛管理智能化指車輛的故障自診斷、防盜、求救、充電等智能化模式。其中故障自診斷的發明專利共2條，當車輛出現故障時，通過一系列模塊的運算檢測后，找出故障原因，提高維修人員的工作效率。防盜功能是消費者購車時要考慮的重要因素之一，現在電動自行車的失竊案發生頻繁，研究人員對此十分重視；設計防盜智能化的發明專利共7條，從2個方面著手：一是通過藍牙識別解鎖車輛；二是在車中裝有GPS裝置，隨時隨地通過通信設備了解車輛位置信息。求救方面的發明專利共1條，在車上裝有GPS系統定位通信系統和SOS裝置，遇到事故時觸發SOS裝置通過信息單元發送到指定終端，使相關人員展開營救。與智能充電相關的專利共1條，可保證電動自行車安全充電。

車輛行駛智能化是指依靠手機APP或車輛儀表，直觀顯示各種車輛參數，如行駛軌跡、電池情況、行駛里程、剩余里程、導航等，方便用戶駕駛；共有6條發明專利。行駛智能化還包括車輛防撞裝置，在與車輛將要碰撞時發出警報。

智能化將對車輛外觀結構的設計轉到核心技術上，這對于千篇一律的功能性電動自行車而言是一種創新，更能體現出一個電動自行車企業的綜合實力。

5.按折疊車類型的分析

智能化、輕量化和鋰電化是電動自行車發展趨勢，那么集輕量化和鋰電化于一身的折疊電動自行車自然成為研究人員的重點研究對象。

折疊電動自行車涉及整車方面的發明專利共20條。涉及整車的發明專利17條，占整車總發明專利的29%；涉及車架的發明專利3條。

與普通電動自行車相比，折疊電動自行車有輕便小巧的優勢，但是我國現有的折疊電動自行車還遠不能達到消費者的期望。目前市場上見到的折疊車，其折疊方式大多是“將車架直梁一次折疊，車把下壓側放，腳踏板收起”，此種方法不易折疊，即便是折疊完成外形也不規則，不方便隨身攜帶[5]。因此，在20條折疊電動自行車的發明專利中，有16條專利分別提出自己的車架結構改進及折疊方法，使電動自行車具有結構簡單小巧、折疊尺寸小、穩定站立、便于隨身攜帶等優點。

折疊電動自行車折疊困難也是困擾消費者的因素之一，有1條發明專利提供快速折疊的方法，克服現有折疊車折疊展開操作復雜的缺陷；還有1條專利降低鎖定裝置產生松動的可能性。

折疊電動自行車以其優良的安操控性能和便攜性能在電動自行車市場牢牢占據一席之地。折疊電動自行車正在往便攜化和人性化的方向發展，且取得了一定的突破。圖6所示折疊電動自行車為申請號為201510919103.2的發明專利衍生實物，圖7為折疊后的電動自行車。

圖6　折疊前

圖7　折疊后

在電動自行車防盜這個永恒的話題下，折疊電動自行車有無法比擬的優勢——可隨身攜帶，消費者不用為車輛被盜而擔心。

6.總結

我國城市交通擁堵、汽車數量日益增加、石油資源匱乏、環境污染嚴重，在這些問題的襯托下，電動自行車作為短途代步工具的地位將無法撼動。我國是全球最大的電動自行車生產國和消費國，但是我國電動自行車研發創新能力比較弱，發明公布專利數量少，發明公布專利轉化為發明授權專利比例低。從發明專利覆蓋范圍看，周期內專利側重于智能化、折疊車，也意味著近期電動自行車在這兩個方向上會有較大突破。因此，我們還要更加積極投入到電動自行車的研發中，鼓勵高校和汽車企業一起行動，研究更多實用的電動自行車發明專利，提高電動自行車技術性能。

［1］ 佚名.申請發明專利提前公布有何利弊？［EB/OL］ http://www.sipo.gov.cn/zsjz/cjwt/200804/ t20080402_367712.html，2006-4-25

［2］ 陳立新.中國電動車領域的專利統計分析［J］.科技管理研究，2013（1）：164-168

［3］ 黃曉東.電動自行車智能化現狀發展與未來［J］.電動自行車，2015（6）：18-22

［4］ 阿木.一輛真正智能的電動車應具備的技術［J］.電動自行車，2016（2）：13-14

［5］ 蔣旻昱.折疊自行車設計探討［J］ .包裝工程，2010（5）：16-19

編輯：傅金睿

海口道路改造 鼓勵電動車出行

為提高電動自行車在交叉路口處的通行效率，海口市公安局交通警察支隊組織完成濱海大道與永萬路口、龍昆南路與國興大道路口、朱云路與高登西路口等10處交叉路口人行道降坡改造。下一步，海口交警將對全市交叉路口電動車可通行人行道進行調研，分批進行降坡處理，最大限度提高電動自行車在交叉路口處的通行效率，緩解交通擁堵問題。

電動車管理，因地制宜，因時制宜，決不能一刀切，禁止電動車的發展。相關部門可以從以下幾方面入手，解決電動車帶來的擁堵問題以及交通事故等問題。

一、還路權于民，在未來的道路規劃中，可以分為機動車道、電動自行車道、電動車三輪車四輪車道、人行道。

二、取消電動車老國標，根據群眾的實際需要，可以設置最高速度限制，參考汽車的最高限速，比如限制電動車最高時速80km/h，但是實際電動車可以開到120km/h。里程表可以設置到180km/h。

三、電動車上牌管理，只要是電動車，都要上牌，消費者購買保險，以減少交通事故帶來的生命財產損失。

四、給經銷商實行補貼政策，凡是開電動車專賣店者，當地政府減免一切稅收，扶持綠色交通工具的發展。

五、消費者有違反交通規定的，按照機動車管理規定，實行積分制，分數達到上限，直接扣留電動車，罰款2000到5000元。從此禁止騎行電動車。